冷凝鍋爐(也稱冷凝式熱水器)簡介

2019-06-18 14:58
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什么是冷凝鍋爐?

冷凝鍋爐; 也稱為冷凝式熱水器,雖然在本文中被稱為鍋爐,但它是一種比傳統(tǒng)型設(shè)備更有效的鍋爐。與傳統(tǒng)鍋爐相比,通過從煙道氣中提取更多能量并使用該能量來預(yù)熱流入鍋爐的返回水,實現(xiàn)了額外的效率。要了解這個過程是如何工作的,我們必須考慮一些基本的化學(xué)反應(yīng)。

當(dāng)燃?xì)馊紵龝r,它與氧氣結(jié)合產(chǎn)生二氧化碳和水以及一些其他副產(chǎn)品。例如,甲烷氣體(天然氣)。


CH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2 O +ΔE

其中ΔE是燃燒中釋放的能量。ΔE的大小取決于二氧化碳和水的最終狀態(tài)。它們越冷,剩余的能量就越多。對于水來說,這一點尤其重要,因為如果水是蒸氣,那么它比液體時攜帶的能量要多得多。

因此,如果在離開鍋爐時,煙氣是冷的并且水是液體,那么我們可以使用的能量ΔE將會更大。在冷凝鍋爐中,水在鍋爐內(nèi)冷凝,從而可以提取更多的能量; 在傳統(tǒng)的鍋爐中,水作為蒸汽逸出,能量損失。

降低工作溫度。

為了能夠冷凝來自煙道氣的水蒸氣,冷凝鍋爐應(yīng)使用比傳統(tǒng)鍋爐更低的進(jìn)水溫度運行。這是因為冷凝過程發(fā)生在54℃左右。

然而,即使在80/60的傳統(tǒng)非冷凝溫度下運行,由于冷凝鍋爐中的優(yōu)良熱交換器和燃燒器控制,冷凝鍋爐的效率通常比非冷凝鍋爐提高4-5%。

傳統(tǒng)的鍋爐通常具有約60℃的最小進(jìn)水溫度,出口溫度為80℃,并且在任何情況下都不具有熱交換元件以實現(xiàn)額外的熱回收。實際上,如果在傳統(tǒng)鍋爐中確實發(fā)生冷凝,那將是一件壞事 - 因為冷凝物確實包含會腐蝕鍋爐內(nèi)部并最終導(dǎo)致其失效的酸性副產(chǎn)品。冷凝鍋爐具有額外的熱交換元件,并且由合適的材料制成以承受腐蝕性冷凝物。

冷凝鍋爐的效率如何?

鍋爐的效率通過能量輸出與能量輸入的比率來測量。更復(fù)雜的是,測量氣體能量含量有兩種慣例:

  • 總熱值:這是燃燒中釋放的能量,假設(shè)煙道中的水是液體

  • 凈熱值:這是燃燒中釋放的能量,假設(shè)煙道中的水是蒸汽。

在考慮冷凝設(shè)備時使用的正確數(shù)字始終是總熱值,即較大的值。然而,傳統(tǒng)鍋爐的一些促銷文獻(xiàn)將使用凈熱值,因為這使得它們的傳統(tǒng)鍋爐看起來更有效。

使用總熱值,傳統(tǒng)鍋爐在滿負(fù)荷時通常效率約為80-83%。相比之下,使用相同基礎(chǔ)的冷凝鍋爐在滿負(fù)荷時效率約為95%。

使用凈熱值,這些數(shù)字都增加了大約10%,因此冷凝鍋爐的表觀效率為103% - 因為它從凈熱值識別的煙氣中提取更多的熱量。

因此,冷凝鍋爐的直接好處是效率提高至少10-15%。但它實際上要好得多,如下圖
所示。

thermal-efficiency-comparison-1.png

上圖說明了冷凝式熱水器相對于傳統(tǒng)熱水器所帶來的**的財務(wù)和環(huán)境效益。

ReturnWaterTemp_chart.png

上圖顯示了當(dāng)回水溫度低于54攝氏度時實現(xiàn)的效率提高。實際上,這意味著回水溫度越低,鍋爐效率越高。

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